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功恒MES

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探討MES在生產制造行業發展及應用
發布日期:2021.05.11 訪問量:592

近年來,我國制造型企業的信息水平已有較大的發展,在生產過程自動化,計算機化向企業各類生產經營環節全面覆蓋時期,部分行業的重點企業以實現研發設計、生產制造、企業管理、市場營銷各環節的信息化集成應用,并正在推進工業企業的生產流程優化和協同管理水平,根據工業信息化部科學技術情報研究所提供調查數據,鋼鐵、有色、建材、石化等原材料工業行業大中型企業自動化控制系統產線比例均達到85%以上。企業普遍建立了生產過程控制系統,自動收集生產工藝過程數據,提高了過程管控水平。


1、MES智能制造的發展


上世紀80年代中期,美國先進制造研究機構(AMR)首先提出MES的概念,明確指出:MES是位于上層計劃管理系統與底層工業控制之間、面向車間層的管理信息系統。它為操作人員、管理人員提供計劃的執行、跟蹤以及所有資源(人、設備、物料、客戶需求等)的當前狀態信息。目前MES應用在歐美等發達國家處于一個蓬勃發展的階段,在國內實施MES項目的企業的范圍越來越廣,目前在我國形成了煉油工業、化學工業、醫藥工業、食品工業、化纖紡織工業、機器制造業、汽車制造業、航空業、造船業、半導體制造業、冶金業、煉鋁業等不同行業領域都應用了MES系統管理模式。特別是在石油、天然氣、石油化工領域,過程控制非常必要。功能的擴展也越來越豐富。對于工廠底層數據的采集,處理和信息的展示,MES系統會通過最快的速度和低的成本響應市場的需求,通過集成各單元數據,處理信息,統計管理業務,為企業生產統計及成本核算提供數據支持,助力企業的節能降耗實踐。我國的許多高等院校、科研院所都在從事這方面的研究與應用開發工作,在理論研究方面,加入了并行、敏捷、網絡化、可重構等一些先進思想;在系統設計方面,則采用面向對象、構件、代理等技術,取得了不少有益的成果。


隨著MES產品的日益成熟和國外石油化工公司MES系統建設的開展以及市場競爭的加劇,國內石油化工公司也逐步積極投人到MES系統的建設中,以實現生產過程優化、節能降耗等目標。


2、業務需求


對企業的生產活動進行指導、協調、監督、服務,以促進“安、穩、長、滿、優”的生產運營,并推動生產技術的進步與升級、提高生產技術經濟指標,向國內、國際先進水平看齊。具體涉及的生產運行業務需求有,提高統籌管理生產運行能力,增強對生產制造企業實際生產數據的及時獲取能力;協調保障企業的安全、平穩生產,強化生產指揮作用,全面了解企業生產、設備存在的問題,提高非正常生產情況下應變能力,實現生產批次信息的集成及產品質量問題的追溯;建立高效、準確的企業生產運行考核機制;實現對設備運行、故障、檢修的數據及時獲取和分析能力;建立基于狀態監檢測的設備可靠性管理機制;建立高效、準確的企業生產運行及設備運行考核。對于專項業務需求有跟蹤新建、擴建、技術改造、檢維修等工廠開工準備進度,實現開工方案的管理,對企業開工前的生產準備條件進行管理;及時準確了解企業的生產運行數據,包括原料進廠、生產、庫存量、產品出廠、節能、、環保、開停工等信息;及時協調、處理各類非計劃停工、設備搶修、檢修等影響生產的突發事件;實現主要經濟技術指標的對比分析;結合基于狀態監測維修(CBM)的設備可靠性管理,通過對故障的分析、判斷,輔助制定檢修策略,實現對設備運行監控、維護保養和檢修過程管理,保障設備平穩運行。信息化需求從制造企業的關鍵設備直接采集生產數據,集成現場工業監控視頻,增強對工廠真實生產情況的實時、準確掌握能力;制造企業設備生產數據、庫存數據、進出廠數據的自動逐級上報、匯總、檢查,減少人為調整因素影響;采集制造企業的關鍵機組、機泵狀態監測運行數據及設備腐蝕監測數據,實現設備采集數據的匯總、分析、診斷及報警;建立技術服務平臺,實現工廠主要信息系統的集中監控和技術支持。


3、數據來源


實時數據通過生產專用網絡范圍內的生產過程自動化領域的集散控制系統DCSPLC控制系統,還有已升級到OPC服務器的DCS接口,實時數據系統是應用與數據的集成平臺,一個性能優良、能滿足企業現在和將來需要的實時數據,為更多的應用提供統一的數據平臺,基于統一的企業模型,為客戶化的應用提供簡單易組態的開發環境。目前實施數據系統具有統一的數據采集基礎結構和連接多種系統的實時數據庫的產品化接口(RDI),通過這些產品化RDI接口采集生產過程中的實時數據,通過對前期生產企業MES的實施經驗進行總結,發現由于MES直接從生產控制層的DCS系統和化驗設備中采集數據,數據采集頻度達到了分鐘級,因此系統數據信息具有較高的實效性。其次,MES的用戶不僅覆蓋了企業的生產管理層,而且也覆蓋了企業的生產操作層,所有生產車間的操作人員都是MES的最終用戶,因此具有用戶數眾多、數據訪問量大等特點。再加之企業的生產對安全穩定性的要求極高,因此要求MES系統必須具有良好的穩定性和不可中斷性。提供基于Web訪問的管理平臺,提供靈活直觀的數據分析及圖形展示。


4、數據分析


企業數據是企業的資源,好的企業數據對數據的集成、應用系統的集成和擴展都有著積極的意義,MES應用配套軟件提供了如實時監視、數據報表、趨勢分析等可視化工具,采用B/S和C/S結合的方式,方便企業用戶使用。比如,系統支持實時/歷史數據的WEB頁面編輯,從Client模塊到Web瀏覽再到Office嵌入,真正實現了所見即所得。


5、數據存儲、共享、集成


隨著互聯網快速普及,無論是電信運營商,還是各大銀行,保險公司石油、化工,煤炭等領域都花費了巨額資金建立了自己的企業級數據倉庫,具備了完整的數據庫管理功能,具有數據的大量性,保存的持久性,可靠性,共享性特點,例如美國甲骨文公司的一款關系數據庫管理系統(OracleDatabase),在數據庫領域處于地位很高的產品,針對大型企業在一定程度上解決了應用之間的數據共享和互通的問題,并為企業提供數據的決策支持。近年來各大企業把數據分為不同來源、不同的處理方式、不同質量的數據在邏輯上或者物理上有機的集中,從而為企業提供全面性質的數據共享,在企業數據集成領域,已經是很成熟框架模式了。


大數據正在成為工業經濟向知識經濟轉變的重要特征,成為新時代最關鍵的生產要素和產品形態,使人們可以利用各種數據創造新的機遇和挑戰。


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